Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Яцунов Александр Николаевич. Обоснование основных параметров вибрационного смесителя сыпучих кормов с перемешивающими элементами конической формы : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01 / Яцунов Александр Николаевич; [Место защиты: СибИМЭ].- Омск, 2008.- 178 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/202

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 11

1.1 Общие понятия о сыпучих кормовых смесях и предъявляемые к ним требования 11

1.2 Физико-механические свойства сыпучих компонентов и их влия- ние на качество получаемой смеси 14

1.3 Основные требования к смесителям кормов 19

1.4 Вибрационное воздействие на смешиваемые материалы 22

1.5 Анализ принципиальных конструкций вибрационных смесителей 26

1.6 Обзор исследований по теории процесса смешивания 41і

1.7 Обзор рекомендаций и выводов по организации процесса смеши- вания сыпучих материалов 45

1.8 Выводы по главе. Задачи исследования 53

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ

ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИОННОГО СМЕСИТЕЛЯ 55

2.1 Выбор математической модели свободного слоя сыпучего материала при вибрациях 55

2.2 Теоретическое описание процесса смешивания сыпучих кормов с помощью перемешивающих элементов конической формы 56

2.2.1 Переход материальной частицы с плоской поверхности на коническую 57

2.2.2 Движение материальной частицы по конической поверхности перемешивающего элемента 61

2.3 Обоснование основных параметров конических поверхностей виброконтакта 70

2.4 Теоретические исследования движения частиц по коническим поверхностям виброконтакта

2АЛ Влияние амплитуды колебаний желоба на характер движениячастиц j |

2.4.2 Влияние частоты колебаний желоба на характер движения частиц 74

2.4.3 Анализ теоретических исследований движения частиц по коническим поверхностям 7^

2.5 Выводы по главе 77

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 78

3.1 Общие положения 78

3.2 Выбор сыпучей кормовой смеси 79

3.3 Оценка качества процесса смешивания 79

3.4 Отбор и обработка проб 82

3.4.1 Методы определения содержания в пробах контрольного компонента 84

3.5 Описание экспериментальной установки 87

3.6 Методика определения производительности вибрационного смесителя 92

3.7 Методика проведения экспериментов с использованием методов планирования 94

3.7.1 Методика проведения отсеивающего эксперимента 95

3.7.2 Методика движения по градиенту 97

3.7.3 Методика проведения планируемого многофакторного экспе римента 102

3.8 Методика обработки экспериментальных данных 107

3.9 Выводы по главе 108

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 109

4.1 Результаты отсеивающего эксперимента 109

4.2 Результаты градиентного метода ПО

4.3 Результаты планируемого эксперимента 114

4.3.1 Анализ математической модели процесса 114

4.3.2 Определение зависимости однородности смеси от кинематиче-ских параметров смесителя

4.3.3 Определение зависимости однородности смеси от технологиче ских параметров смесителя 120

4.4 Обоснование оптимальных параметров вибрационного смесителя 124

4.5 Определение производительности вибрационного смесителя 125

4.6 Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований 126

4.7 Выводы по главе 127

ГЛАВА 5. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА И РАСЧЕТ ЭКОНО МИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ ВИБРАЦИОННОГО СМЕСИТЕЛЯ В ПРОИЗВОДСТВО 128

5.1 Результаты производственной проверки 128

5.2 Определение экономической эффективности от внедрения вибрационного смесителя в сельскохозяйственное производство 129

5.2.1 Определение технико-экономических показателей вибрационного смесителя по критерию энергетических затрат 130

5.2.2 Определение экономической эффективности применения вибросмесителя в стоимостной форме 134

5.3 Выводы по главе 141

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 142

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 143

ПРИЛОЖЕНИЯ 158 

Введение к работе:

Актуальность темы. Научными исследованиями и практикой доказано, что в комбикормах заложены большие резервы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных и птицы. Скармливание зернофуража в виде дерти малоэффективно и экономически необоснованно. Простые кормовые смеси из нескольких видов зернофуража, сбалансированные по составу, дают значительно больший эффект, чем простая дерть, приготовленная из одной культуры [121].

С зоотехнической точки зрения важно не только ввести в состав кормо-смеси предусмотренные рационом компоненты в требуемом количестве, но и необходимо равномерно распределить их во всем объеме смеси.

Однородность смеси обеспечивает одинаковую питательную ценность корма во всех частях его объема. Использование для кормления животных неоднородных по своему составу смесей значительно снижает их продуктивное действие. Особенно важно хорошо распределить компоненты, вводимые в малых количествах и имеющие высокую кормовую ценность или биологическую активность: биовитаминные добавки, премиксы, микроэлементы, лекарственные препараты, витамины. Неравномерное их распределение в объемах смеси может привести к передозировке отдельным особям и, что не исключено, к заболеваниям и даже гибели животных и птицы [38, 54, 103].

Мальцев А.К.[68] обосновывает необходимость качественного перемешивания кормов тем, что «... привесы свиней, которым давали комбикорм с постоянной однородностью, повышаются на 50...150 г в день против привесов свиней, получавших комбикорм, однородность которого сильно колебалась. При этом расход кормов на получение 1 кг привеса при скармливании высокооднородных смесей снижается на 200...500 г. Еще большее влияние на рост животных оказывает однородность кормов, обогащенных микроэлементами, которые при повышенной концентрации, обусловленной неравномерностью смешивания, могут быть даже токсичными».

Аблаутову В.М. [3] удалось установить, что высокое качество смешивания кормов увеличивает привес животных до 10 %. Комаров Б.А. [52] отмечает, что скармливание комбикормов с высокой степенью однородности позволяет достичь существенной экономической эффективности при откорме животных.

Промышленностью выпускается множество различных типов и модификаций серийных смесителей сыпучих кормов. Однако, их применение в условиях хозяйств затруднено по ряду причин: сравнительно большие металле - и энергоемкость и низкое качество смешивания [103, 121].

Наиболее рациональным при смешивании сыпучих кормов является применение вибрационных смесителей, имеющих пониженный расход электроэнергии, высокую технологическую эффективность и простых по конструкции. Это подтверждается анализом ряда научных работ [38, 81, 103, 121].

Актуальность направления исследований подтверждается программой НИР кафедры сельскохозяйственных машин и механизации животноводства ФГОУ ВПО ОмГАУ «Совершенствование технологических процессов зональных сельскохозяйственных машин, повышение их агроэкологическои эффективности» (номер государственной регистрации 012.00002130).

Цель работы - повышение качества смешивания сыпучих кормов за счет применения вибрационного смесителя непрерывного действия.

Рабочая гипотеза заключается в том, что повышение однородности смеси может быть достигнуто за счет размещения внутри вибрационного смесителя сыпучих кормов рабочих поверхностей конической формы.

Объект исследования - процесс смешивания сыпучих кормов в виброжелобе с перемешивающими элементами, имеющими конические поверхности виброконтакта.

Предмет исследования - закономерности процесса взаимодействия сыпучих кормов с рабочими органами смесителя.

Научная новизна. Впервые исследован процесс смешивания сыпучих кормов в виброжелобе с перемешивающими элементами конической формы. Обоснованы геометрические параметры конических поверхностей виброкон такта и высота слоя. Получены дифференциальные уравнения, характеризующие движение частиц сыпучей среды и являющиеся математической моделью процесса смешивания сыпучих кормов. С применением ЭВМ составлена программа для вычисления теоретических траекторий движения частиц. На основании теоретических и экспериментальных исследований определены оптимальные конструктивные и кинематические параметры вибрационного смесителя сыпучих кормов, обеспечивающие получение стабильно высокого качества смеси. На конструкцию перемешивающих элементов конической формы получен патент на полезную модель № 41644 от 22.06.2004г. (приложение 13).

Методы исследования. При теоретических исследованиях применялись методы теоретической и технической механики, методы решения дифференциальных уравнений. При экспериментальном исследовании применялись методы планирования эксперимента и регрессионного анализа. При обработке результатов исследования - методы математической статистики, теории вероятностей, линейного программирования.

При теоретических исследованиях и обработке результатов экспериментов вычисления производились на ПЭВМ с использованием программ Math CAD, EXCEL.

На защиту выносятся:

- результаты теоретических и экспериментальных исследований работы вибрационного смесителя сыпучих кормов;

- конструкция и оптимальные параметры вибрационного смесителя сыпучих кормов, обеспечивающие получение стабильно высокого качества смеси.

Практическая значимость. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработана методика расчета вибрационного смесителя сыпучих кормов. Определены его оптимальные конструктивные, кинематические и технологические параметры, обеспечивающие получение качества смеси, соответствующее зоотехническим требованиям. Результаты ис следования могут быть использованы проектно-конструкторскими организациями при разработке оборудования комбикормовой промышленности.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований были доложены:

- на второй и третьей научных конференциях профессорско- преподавательского состава Тарского филиала ФГОУ ВПО ОмГАУ в период с 2002 по 2004 годы;

- на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ФГОУ ВПО ОмГАУ в период с 2002 по 2007 годы;

- на научно-технической конференции, посвященной 55-летию факультета механизации сельского хозяйства ФГОУ ВПО ОмГАУ в 2005 году.

- на расширенных заседаниях лаборатории механизации животноводства ГНУ СибИМЭ СО РАСХН в 2007 и 2008 г.г.

Работа выполнена в период с 2001 по 2007 годы в ФГОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет» на кафедре сельскохозяйственных машин и механизации животноводства в соответствии с программой НИР университета на 2001- 2005-2010 годы.

Пути реализации работы. Вибрационный смеситель сыпучих кормов внедрен в ОПХ им. Фрунзе Тарского района Омской области (приложение 11) и в учебный процесс ФГОУ ВПО ОмГАУ по дисциплине «Механизация и технология животноводства» (приложение 12). Омским ЦНТИ издан информационный листок «Вибрационный смеситель» для рассылки по запросам.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 4 научных статьи [21, 118, 155, 156], одна статья находится в печати, получено два патента на полезную модель [93, 94], оформлено два информационных листка [20, 136].

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографического списка и приложений.

Работа содержит 158 страниц машинописного текста, 13 таблиц, 40 рисунков и 13 приложений на 19 страницах. Библиографический список включает 162 наименования, в том числе 5 иностранных источников.

Во введении дано обоснование направления исследования, показана актуальность темы, кратко изложены основные научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» даны общие понятия сыпучей кормовой смеси, рассмотрены предъявляемые к ней требования. Охарактеризованы основные физико-механические свойства сыпучих компонентов и их влияние на качество получаемой смеси.

Приведены основные требования к смесителям кормов, дана классификация смесителей, доказана целесообразность применения вибрации при смешивании сыпучих кормов и рассмотрено вибрационное воздействие на смешиваемые материалы.

Выполнен анализ принципиальных конструкций вибрационных смесителей. Произведен обзор исследований, рекомендаций и выводов по теории и организации процесса смешивания сыпучих материалов. Определены задачи исследований.

Во второй главе «Теоретическое обоснование основных параметров вибрационного смесителя» произведен выбор математической модели свободного слоя сыпучего материала при вибрациях, выполнено,теоретическое описание процесса смешивания сыпучих кормов перемешивающими элементами конической формы. Теоретически обоснованы основные параметры вибрационного смесителя.

В третьей главе «Методика экспериментальных исследований» произведен выбор сыпучей кормовой смеси. Рассмотрены методики оценки качества процесса смешивания, определения производительности вибрационного смесителя, проведения планируемого многофакторного эксперимента и обработки результатов эксперимента. Описана конструкция экспериментальной установки.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований» отражены результаты отсеивающего эксперимента и градиентного метода. На основании результатов планируемого многофакторного эксперимента получена математическая модель процесса смешивания сыпучих кормов вибра ционным смесителем, выполнен анализ модели. Обоснованы оптимальные кинематические и технологические параметры смесителя. Сопоставлены результаты теоретических и экспериментальных исследований работы смесителя кормов.

В пятой главе «Производственная проверка и расчет экономической эффективности внедрения вибрационного смесителя в производство» представлены результаты производственной проверки и выполнены расчеты экономической эффективности от внедрения в производство вибрационного смесителя сыпучих кормов при приготовлении комбикормов из сырья местного производства.

На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований сделаны общие выводы по результатам работы.

Подобные работы
Гриднев Андрей Николаевич
Совершенствование рабочего процесса и обоснование параметров раздатчика - смесителя кормов для телят
Николаев Владислав Николаевич
Разработка и обоснование основных параметров вибрационного смесителя сыпучих кормов
Мальцев Геннадий Сергеевич
Снижение энергетических затрат с обоснованием конструктивно-режимных параметров дозатора-смесителя кормов
Петрова Светлана Станиславовна
Повышение качества смешивания кормов с обоснованием конструктивно-режимных параметров барабанного смесителя
Гусев Сергей Владимирович
Улучшение равномерности раздачи кормов с обоснованием конструктивно-кинематических параметров раздатчика-смесителя
Коношин Иван Вячеславович
Совершенствование процесса измельчения и обоснование конструктивно-режимных параметров молотковой дробилки с решетом спиралевидной формы
Ковалёва Людмила Альбертовна
Совершенствование процесса приготовления высокобелковых кормовых смесей для птицы путем обоснования параметров смесителя-гранулятора
Боровиков Игорь Александрович
Снижение энергоемкости приготовления комбикормов с обоснованием конструктивно-технологических параметров смесителя
Игнатенков Валерий Геннадьевич
Повышение эффективности производства витаминно-кормовой добавки на основе сапропеля путем обоснования конструктивных и технологических параметров смесителя-измельчителя
Пономаренко Игорь Григорьевич
Обоснование параметров и режимов работы спирального смесителя-распределителя минеральных удобрений

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net